| 研究課題/領域番号 |
05555066
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
嶋本 譲 京都大学, 工学部, 教授 (40032916)
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| 研究分担者 |
一色 美博 摂南大学, 工学部, 助教授 (90116434)
金丸 一宏 京都大学, 工学部, 助手 (20026199)
脇坂 知行 京都大学, 工学部, 助教授 (10089112)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1994
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| キーワード | 内燃機関 / 機関システム性能予測 / 一次元ガス流動解析 / 吸・排気管系 / 三次元波動・ガス流動解析 / 吸・排気騒音予測 / 燃料噴霧 / 混合気形成過程 |
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| 研究概要 |
二重格子を用いた特性曲線法による機関性能プログラムの汎用化をほぼ完成し、数値拡散誤差の殆どない高精度の予測の可能なことを確かめた。ついで、4シリンダー機関に排気ガス再循環(EGR)を実施した場合について、EGR率に及ぼす吸・排気管系の影響を調べ、実験結果と比較して、プログラムの実用性の確認を行った。また、管系内に衝撃波が発生する場合の取扱いを検討し、汎用プログラムへの展開に見通しを得た。さらに、性能予測プログラム汎用性の向上を目的として、一次元管内ガス流動問題と複合動力システム構成要素のモデル化とを扱った。前者については、特性曲線法に対して新たな計算手順を開発し、一次元ガス流動過程を能率よく、かつ、高精度に解析できることを示した。後者については、タービン、圧縮機の特性を表す関数式の提示を行い、実測特性線図の有無に拘らずタービン、圧縮機の任意の構成からなるシステムの性能予測を可能とした。吸・排気系要素における三次元波動・ガス流動解析については、高精度のCIP法に一般曲線座標変換の手法を適用し、消音器の基本構成要素のような現実的形状流路内の圧力波伝ぱとガス粒子の移動速度で伝ぱする現象を解析できるようにした。実機関運転状態における一段膨張形消音器および挿入管形膨張消音器内の三次元ガス流動解析により、消音特性と流動抵抗に及ぼす消音器形状の影響を明らかにした。また、機関の吸気ポート・燃焼室内ガス流動の三次元数値解析手法として、境界適合格子により複雑形状の機関モデルを扱えるGTT法を開発し、4弁式機関における縦渦の形成・崩壊過程を明らかにした。また、離散液滴モデルと共に、液膜形成を伴う壁画衝突噴霧モデルを組み込み、自由噴霧、渦流中の噴霧と壁画衝突噴霧について、計算結果と実験結果の比較を行い、噴霧モデルの妥当性を示した。これにより、液体燃料噴射機関における混合気形成過程の予測が可能となった。
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